[发明专利]一种DSP定时/中断的数控插补系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种机电一体化的数控系统，具体涉及一种DSP定时/中断的数控插补系统。

背景技术

目前许多数控机床采用模块化的结构，目的就是实现数控系统在硬、软件方面的移植性和可操性，一般对可移植性的数控系统的研究集中在工业数控系统上，一般的工业数控系统有很大局限性：

1.一般的工业数控系统不能很好地利用定时/中断实现插补 

一般的工业数控系统在数控加工时利用插补器实现硬插补和软插补，定时/中断在数控系统中很少使用，即使，使用定时/中断插补也是没用专门开发和研究一种针对性特别强的数控定时/中断插补系统，因此，定时/中断在数控插补中的作用不大。

2.一般的工业数控系统的稳定性及实时性不强

一般的工业数控系统处理插补时一些与插补无关的程序占用数控插补系统的资源，外部有许多与插补无关的中断事件，一直激励中断事件使系统没用更多时间优先处理插补问题，定时器在插补系统中所起的作用不大，这样就使得系统处理程序的速度减慢，使得系统的实时性不强；干扰了系统对程序的处理能力，降低了系统对重要事件的处理速度，导致系统不稳定。

3.一般的工业数控系统针对定时/中断插补可操作性不强及费用太高

一般的工业数控系统针不是针对数控系统定时/中断插补的特点来定义的数控加工的，因此，不能从根本上搭建一个定时/中断插补的数控平台，定时/中断插补的可操作性很不强。一般的数控系统由生产厂家提供硬件设备及软件设备，用户只能购买某一特定的硬、软件设备，某一特殊用户若要使用定时/中断插补的数控系统，生产厂家只能针对某一特殊用户设计和研发，这样就增加用户的使用成本，使得用户承担的数控系统及数控的费用大大增加。

文献《珩磨机运动控制卡的三次B样条曲线插补算法的研究》(《制造技术与机床》，2012年8期第八十页至八十一页)在TMS320F2812 DSP运动控制卡上进行实际控制时，每一个电机轴驱动器需要控制2个信号，一个脉冲CP信号和另外一个方向DIR信号实现插补，同时给出了一种以x轴、y轴和z轴某一轴脉冲频率为基准，使该轴发出的脉冲数与定时器中断 严格同步，也让其他两轴同步运动，从而尽可能保证了插补轨迹是一条空间曲线的运动轨迹。但该文献只从定时器发出脉冲CP信号和方向DIR信号的角度来研究，而且是以某一轴的脉冲数为基准其它两轴也满足此条件实现的插补，又，文献以“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项为基础(2010ZX040001-181)，以三次B样条曲线插补为例实现定时/中断插补，对输入一段数控程序在数控机床上实现定时/中断并没有论述，而且对程序数据的寄存数据如何寄存及处理并没有说明，定时器如何控制CPX_脉冲数、CPY_脉冲数、CPZ_脉冲数信号并没有详细论述，没有更深层次地解决用户如何利用程序在DSP处理器上实现定时/中断插补的深层问题。

文献《基于DSP的多轴运动控制器软件系统的研究与开发》(上海交通大学，许雄的硕士论文，第九页)，定时器及中断服务：F2812/F2810器件上有三个32位CPU定时器，CPU-TIMER1和CPU-TIMER2预留给实时操作系统，只有CPU-TIMER0用户可以使用，但CPU-TIMER0如何实现定时/中断插补的并没有详细论述。

另外，现有技术中，利用高速缓存寄存器存储数据及数据处理方式已日益成熟，专利ZL02827931.X，发明名称为：数值控制方法及数值控制系统，该专利详细揭示了在高速缓存寄存器内的最佳化处理后的控制数据执行数值控制，并没有给出定时/中断高速插补的数控系统。

发明内容

本发明是为了克服上述不足，给出了一种DSP定时/中断的数控插补系统。

本发明的技术方案如下：

一种DSP定时/中断的数控插补系统，包括主机、ARM处理器模块、数控插补系统、插补模块、人机交互系统、外围接口装置和位置控制模块；所述的ARM处理器模块包括系统处理模块和G代码处理模块，实现数控系统插补处理和G代码编译处理等功能。

所述的人机交互系统采用USB接口与USB接口装置连接，所述的人机交互系统主要用来实时显示主轴及进给轴X轴、Y轴、Z轴定时/中断插补的信号，并动态调节主轴及进给轴X轴、Y轴、Z轴定时/中断的插补量。

所述的插补模块包括X轴插补模块、Y轴插补模块、Z轴插补模块及用户定义模块，用于实现数控插补。

所述的外围接口装置包括USB接口装置和一般接口装置。